Web Semántica RDF. Jose Emilio Labra Gayo. Departamento de Informática Universidad de Oviedo

Transcripción

1 Web Semántica RDF Jose Emilio Labra Gayo Departamento de Informática

2 Confianza Lógica unificadora Demostración Consultas: SPARQL Ontologías OWL RDF Schema Reglas RIF Intercambio de datos: RDF XML Unicode URI

3 RDF Recomendación W3c en 1999 Orígenes: MCF de Apple y proyecto PICS (w3c) Modelo de datos en forma de grafo Cada nodo es un Recurso: URI ó Literal Las aristas son también URIs Varios formatos de representación: RDF/XML, N3, Turtle, etc.

4 RDF RDF (Resource Description Framework) Mecanismo para describir recursos Recurso: Cualquier cosa que pueda nombrarse mediante URI Propiedad: Característica o atributo de un recurso Se identifica mediante una URI Valor global Un enunciado está formado por una tripleta: Sujeto Propiedad Objeto

5 Grafo RDF Un conjunto de enunciados forma un grafo

6 Tripletas Los grafos RDF pueden representarse como una lista de tripletas separadas por punto (Notación N3) < < < < < < < < < < < < NOTA La utilidad jena.n3 muestra las tripletas de un fichero RDF

7 URIs y Espacios de nombres Las URIs suelen ser muy largas Declarando espacios de nombres se pueden x: <url> declara x como representante de url Las referencias x:n equivalen a e: < e:jose e:daclasede e:juan. e:jose e:conocea e:luis. e:jose e:espadrede e:quique. e:luis e:daclasede e:juan. <> se refiere al documento actual Puede declararse el espacio de nombres por defecto : <url> jena.rdfcompare compara si 2 grafos son equivalentes

8 Composicionalidad EL modelo de grafos RDF es composicional Los grafos obtenidos de diferentes fuentes pueden e: < e:jose e:daclasede e:algebra. e:jose e:conocea e:luis. e:jose e:espadrede e:quique. e:luis e:daclasede e: < e:quique e:espadrede e:ana. e:ana e:daclasede e:algebra. e:luis e:conocea e:ana. e:daclasede e:algebra e:jose e:espadrede e:conocea e:luis e:daclasede e:conocea e:daclasede e:quique e:espadrede e:ana NOTA jena.rdfcat permite mezclar grafos RDF

9 Propiedad type La propiedad type declara el tipo al que pertenece un rdf: e: < e:jose rdf:type e:juan rdf:type e:persona. e:persona. NOTA rdf:type puede simplificarse como e: < e:jose a e:persona. e:juan a e:persona.

10 URIs populares Alias URL Nombre Ejemplos rdf: RDF type, subject, predicate, object, rdfs: RDF Schema domain, range Class, Property subclassof, owl: OWL Ontologías intersectionof unionof, dc: Dublin Core author, date, author, foaf FOAF Friend of a Friend skos: SKOS Simple Knowledge Organization System name, knows, etc. broader, narrower,

11 Literales Además de una URI, el valor de una propiedad puede ser un e: < e:jose e:nombre "Jose Luis". e:jose e:apellidos "Tamargo Laspra". e:jose e:apellidos e:nombre Tamargo Laspra Jose Luis

12 Literales con idioma Es posible asociar un idioma al valor del e: < e:jose e:trabajaen e:uni. e:uni e:nombre e:uni e:nombre "University of e:jose e:trabajaen e:uni e:nombre University of

13 Literales con tipo Es posible declarar el tipo de datos de un literal La declaración indica cómo analizar el e: xsd: < e:jose e:edad "23"^^xsd:integer. El grafo anterior es equivalente al e: xsd: < e:jose e:edad "0023"^^xsd:integer.

14 Notación N3 Simplificar descripciones (;) Mediante ; pueden declararse varias descripciones de propiedades a un recurso e:jose e:conocea e:luis. e:jose e:espadrede e:ana. puede escribirse como: e:jose e:conocea e:luis ; e:espadrede e:ana.

15 Notación N3 Simplificar descripciones (,) Mediante, pueden declararse varios valores para una propiedad de un recurso e:pepe e:conocea e:juan. e:pepe e:conocea e:luis. puede escribirse como: e:pepe e:conocea e:juan, e:luis.

16 Ejercicio Simplificar el siguiente documento: < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < NOTA jena.rdfcompare comparar si 2 grafos son equivalentes

17 Nodos anónimos (blank nodes) Los nodos blancos son nodos que no tienen asociada una URI Permite hacer descripciones sobre elementos de los que no se conoce su URI En N3 se identifican mediante _:identificador < u:autor _:1. _:1 u:nombre "Juan". _:1 u:apellidos "Gallardo". _:1 u:homepage < u:autor u:nombre u:apellidos _:1 u:homepage Juan Gallardo

18 Nodos anónimos (blank nodes) Puede haber varios nodos anónimos en una descripción Cada nodo tendrá su propio identificador Los identificadores de nodos anónimos son locales al fichero en el que se definen < u:autor _:1. _:1 u:nombre "Juan". < u:autor _:2. _:2 u:nombre "Jose" < u:autor _:1. _:1 u:nombre "Santi".

19 Ejercicio 1 (paginas) Representar el siguiente conocimiento: La página ha sido realizada por Juan Gallardo, el cual tiene por correo electrónico juan@uniovi.es y tiene 26 años. Sin embargo, la página ha sido realizada por Isabel Castilla y Juan Gallardo. El correo electrónico de Isabel es isa@uniovi.es y tiene 25 años.

20 Nodos anónimos (blank nodes) [ ] representa un nodo anónimo Las declaraciones realizadas dentro de [] hacen referencia a dicho nodo anónimo. < u:autor [ u:nombre "Juan" ; u:apellidos "Gallardo"; u:homepage < ]. u:autor u:nombre u:apellidos _:1 u:homepage Juan Gallardo

21 Ejercicio - Tabla Representar información de una tabla DNI Nombre Apellidos Juan Gallardo Jose Torre

22 Solución DNI Nombre Apellidos Juan Gallardo Jose Torre <r:dni> _:0 <r:nombre> Juan Gallardo <r:nodos> _:1 <r:apellidos> <r:sigu> _:2 <r:dni> <r:nombre> <r:apellidos> Jose Torre

23 Ejercicio: Tabla con Motes Añadir motes a la tabla anterior. Jose Torre también es conocido como "Pepe" y como "Pepín" NOTA: En una tabla de bases de datos, requeriría celdas con valores múltiples y con valores nulos DNI Nombre Apellidos Mote Juan Gallardo? Jose Torre Pepe, Pepín

24 Ejercicio Representar los siguientes grafos por separado y luego r: < _:1 r:dni _:1 r:nombre "Juan". _:1 r:esamigode _:2. _:2 r:dni _:2 r:nombre "Jose". _:2 r:esamigode _:3. _:3 r:dni r: < _:1 r:dni _:1 r:nombre "Isabel". _:1 r:esamigode _:2. _:2 r:dni _:2 r:nombre "Quique". _:2 r:esamigode _:3. _:3 r:dni NOTA: Los nodos anónimos son locales

25 Ejercicio Cuál de los siguientes grafos es equivalente : <>. :a :p "1". :a :p _:1. :a :p _:2. _:1 :q "A". _:2 :r : : : : <>. :a :p "2". :a :p _:1. :a :p _:2. _:1 :q "A". _:2 :r "B". :a :p "1". :a :p _:2. :a :p _:1. _:2 :q "A". _:1 :r "B". :a :p "1". :a :p _:1. :a :p _:2. _:1 :q "B". _:2 :r "A". :a :p "1". :a :p _:2. :a :p _:2. _:1 :q "B". _:1 :r "A".

26 Sintaxis RDF/XML RDF/XML = Sintaxis XML para representar grafos e: < e:juan e:nombre "Juan". e:juan e:apellidos "Gallardo". <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:nombre>juan</e:nombre> <e:apellidos>gallardo</e:apellidos> </rdf:description> </rdf:rdf>

27 Sintaxis RDF/XML rdf:description captura una o varias e: < e:juan e:nombre "Juan". e:juan e:conocea e:pepe. e:pepe e:nombre "Jose". <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:conocea rdf:resource=" /> <e:nombre>juan</e:nombre> </rdf:description> <rdf:description rdf:about=" <e:nombre>jose</e:nombre> </rdf:description> </rdf:rdf>

28 Sintaxis RDF/XML Modelo en cebolla <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:conocea> <rdf:description rdf:about=" <e:nombre>jose</e:nombre> </rdf:description> </e:conocea> <e:nombre>juan</e:nombre> </rdf:description> e: < e:juan e:nombre "Juan". e:juan e:conocea e:pepe. e:pepe e:nombre "Jose".

29 Sintaxis RDF/XML rdf:id permite hacer referencia a un nodo local Toma como base la URL del documento base <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" xml:base=" <rdf:description rdf:id="juan"> <e:conocea rdf:resource=" /> <e:nombre>juan</e:nombre> </rdf:description> <rdf:description rdf:id="pepe"> <e:nombre>jose</e:nombre> </rdf:description> </rdf:rdf>

30 Sintaxis RDF/XML Varias reglas para simplificar las expresiones <rdf:description rdf:about=" <rdf:type rdf:resource=" /> <e:nombre>juan</e:nombre> </rdf:description> La declaración de type puede incluirse en la etiqueta <e:persona rdf:about=" <e:nombre>juan</e:nombre> </e:persona> Si las propiedades no se repiten, pueden incluirse como atributos <e:persona rdf:about=" e:nombre="juan" />

31 Nodos anónimos en u: < < u:autor _:1. _:1 u:nombre "Juan". _:1 u:apellidos "Gallardo". _:1 u:homepage < <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:u=" <rdf:description rdf:about=" <u:autor rdf:parsetype="resource"> <u:homepage rdf:resource=" <u:apellidos>lopez</u:apellidos> <u:nombre>juan</u:nombre> </u:autor> </rdf:description> </rdf:rdf>

32 RDF: Contenedores Tipos de contenedores Bag: Conjunto no ordenado (permite duplicados) Seq: Lista ordenada (permite duplicados) Alt: Valor único alternativo (elección de un elemento del contenedor) Los elementos se indican con <rdf:_nº> ó con <rdf:li> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:tienealumnos> <rdf:bag> <rdf:_1 rdf:resource=" <rdf:_2 rdf:resource=" <rdf:_3 rdf:resource=" </rdf:bag> </e:tienealumnos> </rdf:description> </rdf:rdf> rdf: e: < e:logica e:tienealumnos _:1. _:1 a rdf:bag. _:1 rdf:_1 e:juan. _:1 rdf:_2 e:luis. _:1 rdf:_3 e:marcos.

33 RDF: Colecciones Listas de elementos permiten definir colecciones cerradas <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:tienealumnos rdf:parsetype="collection"> <rdf:description rdf:about=" /> <rdf:description rdf:about=" /> <rdf:description rdf:about=" /> </e:tienealumnos> </rdf:description> rdf: e: < N3 e:logica e:tienealumnos _:1. _:1 rdf:first e:juan. _:1 rdf:rest _:2. _:2 rdf:first e:luis. _:2 rdf:rest _:3. _:3 rdf:first e:marcos. _:3 rdf:rest rdf:nil. En N3 pueden simplificarse como: e:logica e:tienealumnos (e:juan e:luis e:marcos).

34 RDF: Reificación Permite definir sentencias sobre sentencias (orden superior) Ej. El sitio Web de la EUITIO dice que Labra es el profesor de Lógica Las sentencias se representan con el tipo predefinido rdf:statement Los atributos de rdf:statement son: rdf:subject, rdf:predicate y rdf:object Es posible añadir otros atributos a las e: rdf: < e:euitio e:dice e:d1. e:d1 a rdf:statement. e:d1 rdf:subject e:labra. e:d1 rdf:predicate e:esprofesorde. e:d1 rdf:object e:logica.

35 RDF: Reificación Sintaxis RDF/XML <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:dice> <rdf:statement rdf:about=" <rdf:subject rdf:resource=" <rdf:predicate rdf:resource=" <rdf:object rdf:resource=" </rdf:statement> </e:dice> </rdf:description> </rdf:rdf> e:euitio e:dice e:d1. e:d1 a rdf:statement. e:d1 rdf:subject e:labra. e:d1 rdf:predicate e:esprofesorde. e:d1 rdf:object e:logica.

36 RDF: Reificación Es posible añadir más información al enunciado reificado Ejemplo: LaEUITIOdeclaraen 208que Labraes profesorde Lógica. e:euitio e:dice e:d1. e:d1 e:fecha e:d1 a rdf:statement. e:d1 rdf:subject e:labra. e:d1 rdf:predicate e:esprofesorde. e:d1 rdf:object e:logica.

37 RDF: Tipos de Datos RDF/XML permite declarar tipos de datos En general se utilizan los tipos de XML Schema Podrían utilizarse otros tipos de datos <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" xmlns:xsd=" <rdf:description rdf:about=" <e:edad rdf:datatype=" </rdf:description> </rdf:rdf> TRUCO: Se puede ahorrar escribir la URI entera declarando una entidad <!DOCTYPE rdf:rdf [<!ENTITY xsd " <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:e=" <rdf:description rdf:about=" <e:edad rdf:datatype="&xsd;integer">23</e:edad> </rdf:description> </rdf:rdf>

38 Herramientas para visualizar RDF IsaViz ( Welkin (

39 Arquitectura de aplicaciones RDF

40 Componentes de Aplicación Arquitectura básica de aplicación RDF Aplicación Interfaz de usuario Analíticas Conversores y scrapers Páginas Web, hojas de cálculo, Bases de datos, etc. Motor de consultas Almacén RDF (mezcla) RDF Parsers y serializadores Ficheros Ficheros RDF Ficheros RDF RDF

41 Conversores y Scrapers Conversores: Convierte contenido de otros formatos a RDF Existen herramientas específicas para diferentes dominios Ejemplos: Scraper ( rascador) obtiene RDF a partir de datos HTML Técnicas de IA y reconocimiento de lenguaje natural Ejemplo: Solvent (

42 Parsers y serializadores Parsers: Analizan documentos RDF Obtienen representación del modelo RDF (Grafo) Jena ( librería Java con diversas utilidades Serializadores: Generan documentos RDF NOTA: el documento resultante de leer/escribir el mismo grafo puede ser diferente

43 Almacén RDF Operación básica: Mezclar modelos RDF Integración de información en RDF Métodos de almacenamiento: BD Nativas en RDF Ejemplo: Sesame ( BD relacionales con soporte para RDF Ejemplo: Oracle 11 da soporte a RDF

44 Aplicaciones RDF Varias librerías para diversos lenguajes Jena (Java) SemWeb ( para.net Librería Redland ( escrita en C y con adaptadores para Python, Ruby, PHP, etc. Portales basados en RDF RDF puede aumentar la flexibilidad del modelo de datos Ejemplos:

45 Motor de consultas: SPARQL SPARQL (2006): Lenguaje de consulta y protocolo de acceso SQL para RDF Basado en encaje de patrones sobre grafos Extensiones no estándar para actualización Terminales SPARQL (endpoints) permiten hacer consultas a una URI

46 RDF en HTML?

47 Anotación de páginas HTML mediante RDF Problema: Incluir descripciones RDF en páginas HTML La sintaxis RDF/XML impide la validación de HTML Soluciones: Incluir RDF como comentarios Difícil de generar con las herramientas XML Fácil para el usuario Un comentario no deja de ser un comentario Extender XHTML para incluir RDF 2 formas: Añadirlo sin más XHTML no válido Extender la DTD de XHTML Utilizar <link> para enlazar a un fichero RDF externo Problema: mantenimiento de 2 ficheros independientes

48 Incluir RDF como comentarios

49 Añadir RDF en HTML <!DOCTYPE html SYSTEM <html xmlns=" xmlns:rdf=" xml:lang="en" > <head> <title>pagina de Libros</title> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:dc=" <rdf:description rdf:about=" dc:subject= Literatura"/> </rdf:rdf> </head>

50 Utilizar <link> para enlazar a un fichero

51 Microformatos Añadir semántica a HTML reutilizando características ya existentes Objetivo: facilitar procesamiento automático de datos incluidos en páginas Web Ejemplos: Información sobre eventos, contactos, lugares, etc. Desarrollo no estándar. Aportaciones colaborativas en wiki: Método: utilizar atributos class,rel y rev Ejemplo: "Oficina situada en coordenadas 23.4, -1.3" podría codificarse como: Oficina situada en coordenadas <span class="geo"> <span class="latitude">23.4</span> y <span class="longitude">-1.8</span> </span> Utiliza la especificación geo

52 Microformatos Información de contacto utilizando hcard: Sin microformatos: <div> <div>jose Labra</div> <div></div> <div> </div> <a href=" </div> Con microformatos: hcard <div class="vcard"> <div class="fn">jose Labra</div> <div class="org"></div> <div class="tel"> </div> <a class="url" href=" </div>

53 Microformatos Diversas propuestas: XFN (XHTML Friends Network) permite describir relaciones hcard información de personas y organizaciones (basado en vcard) Incluye adr para direcciones postales y geo para lugares geográficos hcalendar describe eventos. Se basa en icalendar hatom permite anotar ficheros Atom hproduct permite describir productos hresume describe el curriculum vitae de una persona hreview permite definir revisiones y valoraciones XOXO describe listas Rel-license describe el uso de valores de licencias Existen extensiones que soportan microformatos: Ejemplos:Operator (firefox)

54 RDFa RDFa, propuesto en 2004 para añadir semántica a documentos XHTML. Recomendación W3c (2008) Inspirado en microformatos Mediante atributos se codifican tripletas RDF Sujeto: se especifica mediante atributo about Predicado: mediante property, rel, rev Objetos (URis) mediante href, resource ó src Literales: mediante content el contenido propio del elemento. Atributo opcional datatype para tipo de datos,

55 RDFa Ejemplo: <p xmlns:dc=" about=" En su último libro <span property="dc:title">la Primavera</span>, <span property="dc:creator">juan Torre</span> habla sobre la primavera. El libro fue publicado en <span property="dc:date" content=" ">junio de 2009</span>. </p> Se generarían las siguientes dc: < < dc:title "La Primavera" ; dc:creator "Juan Torre"; dc:date " ".

56 RDFa Visualización: Google Rich Snippets Tool: Sindice Inspector: RDFa Highlight (Extensión de Firefox)

57 GRDDL GRDDL = Gleaning Resource Descriptions over Dialects of Languages Permite obtener información RDF a partir de ficheros XML/HTML Se utiliza XSLT para definir una transformación de XML/HTML a RDF Mecanismo para asociar transformaciones XSLT a tipos de documentos

58 Ejemplo en XHTML <html xmlns=" xmlns:grddl=' grddl:transformation= obtener_titulo.xsl > <head> <title>are You Experienced?</title> [...] </html> obtener_titulo.xsl Pagina.html getauthor.xsl RDF

59 Ejemplo en HTML con DTDs Se utiliza el atributo profile (ya existía en HTML 4.02) <html xmlns=" <head profile=" <title>libros</title> <link rel="transformation" href=" /> <meta name="dc.subject" content= Literatura" />... </head>... </html> Pagina.html dc-extract.xsl RDF

60 Aplicaciones de RDF

61 Aplicaciones de RDF RSS RSS 1.0 es un vocabulario de RDF Creación de resúmenes de sitios Web (syndication) NOTA: Existe RSS 0.92, 0.93 y 2.0 que nose basa en RDF

62 Aplicaciones de RDF FOAF FOAF = Friend of a Friend ( Vocabulario para definir páginas Personales: redes sociales FOAFNaut: Usa RDF, SVG, SMIL, etc.

63 Aplicaciones de RDF XMP Adobe XMP (extensible Metadata Platform) Incluir meta-información en ficheros multimedia: imágenes, vídeos, etc.

64 DBPedia

65 Fin de la Presentación